本文主要研究了搭桥晶粒（BG）多晶硅薄膜晶体管（TFT）在栅交流电应力下的退化行为和退化机制。在栅交流应力下，动态热载流子效应主导了器件的退化。器件退化只与栅脉冲下降沿有关。越快的下降沿带来越大的动态热载流子退化。比起普通多晶硅TFT，BG多晶硅TFT的热载流子退化大幅度减弱。通过选择性的掺杂注入BG线，沟道中形成的PN结在反向偏置时可以有效分担栅交流电应力带来的电压差，从而减弱动态热载子退化。辅以瞬态模拟结果，栅交流电应力下的退化机制被阐明。所有的测试结果都表明这种高性能高可靠性的BG多晶硅TFT在片上系统应用中具有很大的应用前景。

研究了搭桥晶粒(BG)多晶硅薄膜晶体管(TFT)在直流电应力下的退化行为和退化机制.与普通多晶硅TFT相比,BG多晶硅TFT展现出更好的直流应力可靠性.主要体现在BG多晶硅TFT拥有更好的直流负偏压温度不稳定性(NBTI)可靠性,更好的直流自加热(SH)可靠性,更好的直流热载流子(HC)可靠性.有源沟道区的BG结构是上述直流应力可靠性提高的主要原因.更好的NBTI的可靠性主要源于沟道内的硼氢键的形成;更好的SH可靠性主要源于在沟道长度方向上更快的焦耳热扩散率;更好的HC可靠性主要源于漏端横向电场(Ex)的减弱.所有的测试结果都表明,这种高性能高可靠性的BG多晶硅TFT在片上系统中具有很大的应用前景.

提出了一种薄膜晶体管的新结构。这种新结构充分发挥了短沟道效应和多结效应的优点。通过器件模拟, 验证了此种器件结构的物理机制。通过应用这种新结构, 薄膜晶体管的阈值电压、伪亚阈值斜率、开关电流比和场效应迁移率都大幅改善, 并且器件的热载流子和自加热可靠性也得到了极大的改善。